簡介

單節锂電池保護芯片DW01V

過電壓充電保護及恢複過程

過電壓放電保護及恢複過程

過電流放電和電池短路保護及恢複過程

我們在設計需求要使用锂電池的産品時，需要對锂電池進行保護電路設計，在此基礎上才可以進行充電電路設計。對于锂電池的充電電路的設計之前有講解，這裡就不在介紹，感興趣的朋友可以去我頭條文章查看。那麼锂電池的保護電路如何設計呢？這篇文章将給你解答。

我們在了解锂電池的基礎知識後，我們會知道，锂電池需要做過電壓充電保護、過電壓放電保護、過流放電保護、短路保護等。所以我們在設計锂電池保護電路的時候，至少要實現以上保護功能。

下面我就介紹下市場上常用的一種保護方案，單節锂電池保護芯片DW01和Nmos管8205A組成的保護方案。類似的單節锂電池保護芯片有很多，都是大同小異，我們在對芯片選型時可以根據成本、供應的穩定和實際情況選擇。下面我就以DW01V芯片進行介紹。

DW01V是單節锂離子或锂聚合物電池的理想保護芯片。DW01V是一款高精度的锂電池保護電路。正常狀态下，如果對電池進行充電，則DW01V可能會進入過電壓充電保護狀态；同時，滿足一定條件後，又會恢複到正常狀态。如果對電池放電，則可能會進入過電壓放電保護狀态或過電流放電保護狀态；同時，滿足一定條件後，也會恢複到正常狀态。

DW01V引腳信息及封裝

DW01V引腳描述

再看下它的内部框圖和典型應用電路吧，如下圖：

DW01V内部框圖

DW01V典型應用電路圖

DW01V部分參數如下表，其他參數詳情請查驗手冊。

DW01V部分參

在正常狀态下，DW01V由電池供電，其VDD端電壓在過電壓充電保護阈值VOC和過電壓放電保護阈值VOD之間，VM端電壓在充電器檢測電壓（VCHG）與過電流放電保護阈值（VEDI）之間，COUT端和DOUT端都輸出高電平，外接充電控制N-MOS管Q1和放電控制N-MOS管Q2均導通。此時，既可以使用充電器對電池充電，也可以通過負載使電池放電。

對電池進行充電，如果使VDD端電壓升高超過過電壓充電保護阈值VOC，且持續時間超過過電壓充電保護延遲時間tOC，則DW01V将使充電控制端COUT由高電平轉為VM端電平（低電平），從而使外接充電控制N-MOS管Q1關閉，充電回路被"切斷"，即DW01V進入過電壓充電保護狀态。

有以下兩種條件可以使DW01V從過電壓充電保護狀态恢複到正常狀态：

1）電池由于"自放電"使VDD端電壓低于過電壓充電恢複阈值VOCR；

2）通過負載使電池放電（注意，此時雖然Q1關閉，但由于其體内二極管的存在，使放電回路仍然存在），當VDD端電壓低于過電壓充電保護阈值VOC，且VM端電壓高于過電流放電保護阈值VEDI（在Q1導通以前，VM端電壓将比VSS端高一個二極管的導通壓降）。DW01V恢複到正常狀态以後，充電控制端COUT将輸出高電平，使外接充電控制N-MOS管Q1回到導通狀态。DW01V進入過電壓充電保護狀态後，如果外部一直接有充電器，緻使VM電壓小于充電器檢測電壓（VCHG），那麼即使當其VDD降至VOCR以下，DW01V也不會恢複到正常狀态。此時必須去掉充電器，DW01V才會回到正常狀态。

正常狀态下，如果電池放電使VDD端電壓降低至過電壓放電保護阈值VOD，且持續時間超過過電壓放電保護延遲時間tOD，則DW01V将使放電控制端DOUT由高電平轉為VSS端電平（低電平），從而使外接放電控制N-MOS管Q2關閉，放電回路被"切斷"，即DW01V進入過電壓放電保護狀态。同時，VM端電壓将通過内部電阻RVMD被上拉到VDD。在過電壓放電保護狀态下，VM端（亦即VDD端）電壓總是高于電池短路保護阈值VSHORT，滿足此條件後，電路會進入"省電"的低功耗模式。此時，VDD端的電流将低于0.7μA。

對于處在低功耗模式下電路，如果對電池進行充電（同樣，由于Q2體内二極管的存在，此時的充電回路也是存在的），使DW01V電路的VM端電壓低于電池短路保護阈值VSHORT，則它将恢複到過電壓放電保護狀态，此時，放電控制端DOUT仍為低電平，Q2還是關閉的。

如果此時停止充電，由于VM端仍被RVMD上拉到VDD，大于電池短路保護阈值VSHORT，因此DW01V又将回到低功耗模式；

隻有繼續對電池充電，當VDD端電壓大于過電壓放電保護阈值VOD時，DW01V才可從過電壓放電保護狀态恢複到正常狀态。

如果不使用充電器，由于電池去掉負載後的"自升壓"，可能會使VDD端電壓超過過電壓放電恢複阈值VODR，此時DW01V也将從過電壓放電保護狀态恢複到正常狀态；

DW01V恢複到正常狀态以後，放電控制端DOUT将輸出高電平，使外接充電控制N-MOS管Q2回到導通狀态。

正常狀态下，通過負載對電池放電DW01V電路的VM端電壓将随放電電流的增加而升高。如果放電電流增加使VM端電壓超過過電流放電保護阈值VEDI，且持續時間超過過電流放電保護延遲時間tEDI，則DW01V進入過電流放電保護狀态；

如果放電電流進一步增加使VM端電壓超過電池短路保護阈值VSHORT，且持續時間超過短路延遲時間tSHORT，則DW01V進入電池短路保護狀态。

DW01V處于過電流放電/電池短路保護狀态時，DOUT端将由高電平轉為VSS端電平，從而使外接放電控制N-MOS管Q2關閉，放電回路被"切斷" ；

同時，VM端将通過内部電阻RVMS連接到VSS，放電負載取消後，VM端電平即變為VSS端電平。

在過電流放電/電池短路保護狀态下，當VM端電壓由高降低至低于過電流放電保護阈值VEDI，且持續時間超過過電流放電恢複延遲時間tEDIR，則DW01V可恢複到正常狀态。因此，在過電流放電/電池短路保護狀态下，當所有的放電負載取消後，DW01V即可"自恢複"DW01V恢複到正常狀态以後，放電控制端DOUT将輸出高電平，使外接充電控制N-MOS管Q2回到導通狀态。

锂電池保護電路工作狀态圖

好了，這個锂電池保護電路暫時就介紹到這裡，其他更多詳情還是多查閱手冊吧。歡迎大家評論交流，如果覺得我這篇文章寫到很好到話，就轉發出去分享給更多到朋友吧。最後歡迎大家點贊評論轉發收藏，跟多好文章歡迎關注我——單片機嵌入式愛好者。這裡先透露下，下一篇文件介紹設計一個充電寶電路，期待的就關注我吧。

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